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光学メタサーフェスの世界市場 2025-2035

光学メタサーフェスの世界市場 2025-2035


The Global Market for Optical Metasurfaces 2025-2035

光学メタサーフェス市場は、特にディスプレイやイメージング・アプリケーションなど、様々な産業に革命をもたらす可能性を秘めた技術に後押しされ、急速な成長と革新の時期を迎えている。光メタサーフェスは、... もっと見る

 

 

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Future Markets, inc.
フューチャーマーケッツインク
2024年10月19日 GBP1,000
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サマリー

光学メタサーフェス市場は、特にディスプレイやイメージング・アプリケーションなど、様々な産業に革命をもたらす可能性を秘めた技術に後押しされ、急速な成長と革新の時期を迎えている。光メタサーフェスは、サブ波長構造を持つ設計された表面であり、光の操作に前例のない制御を提供し、平坦でコンパクト、高効率の光学デバイスの開発を可能にする。市場予測は大幅な成長を示しており、業界は今後5~6年以内に20億ドルを超えると予想されている。この成長軌道は、主にディスプレイ技術とイメージング・システムにおける新たなアプリケーションによって促進される。

ディスプレイ分野では、拡張現実(AR)が光学メタサーフェスの重要な推進力として際立っている。この技術は、AR接眼レンズ用のコスト効率の高い高性能ソリューションを提供し、小型化と画質の課題に対処する。市場成長へのもう一つの大きな貢献は、3D裸眼ディスプレイの分野、特にハイエンドスクリーンである。メタサーフェスは、特殊なメガネやヘッドセットを必要とせずに、より優れた視覚体験を提供し、この用途に進出し始めている。

イメージング分野では、メタサーフェスは、コスト削減、画質向上、新しいセンシング機能の導入により、さまざまなアプリケーションを変革する態勢を整えている。モバイル分野は、特にオートフォーカス支援や顔認識用の3Dセンシングにおいて、主要な成長ドライバーになると予想される。将来的には、カラーイメージングや集積型CMOSセンサーへの応用が期待され、市場はさらなる拡大が見込まれる。しかし、こうした機会の実現は、技術開発と市場導入の成功にかかっている。

光学メタサーフェス市場が進化を続ける中、チャンスと課題の両方に直面している。この技術は、デバイスの小型化や性能向上という点で大きな利点を提供する一方で、製造の拡張性やコストへの配慮といった問題に対処する必要がある。とはいえ、現在進行中の研究開発努力と産業界の関心の高まりにより、光メタサーフェスは、複数の分野にまたがる光学とフォトニクスの未来を形作る上で重要な役割を果たすことができる位置にある。

光メタサーフェスの世界市場2025-2035』は、急速に発展する光メタサーフェス産業の詳細な分析を提供している。光学とフォトニクスに革命をもたらす最先端技術として、光メタサーフェスは、家電から自動車、ヘルスケアに至るまで、様々な産業の未来を形作る上で重要な役割を果たすことになる。

レポートの主な特徴は以下の通り:

  • 市場の概要と予測:
    • 現在の市場規模と成長率の詳細分析
    • 2025年から2035年までの包括的な市場予測(収益、台数、表面積の予測を含む
    • 用途、技術、地域による区分
  • テクノロジーの展望
    • 光学メタサーフェスの概念と基礎の徹底的な探求
    • プラズモニック、誘電体、ハイブリッドなど、さまざまなタイプのメタサーフェスの分析
    • 位相操作、振幅操作、偏光制御などの動作原理の検討
  • 応用分野
    • ディスプレイ技術(AR/VR、3D裸眼ディスプレイ、スマートフォン)
    • イメージング・システム(CMOSセンサー、3Dセンシング、顔認識)
    • センシングと検出(LiDAR、医療用画像処理)
    • 電気通信(5G/6G)
    • 各アプリケーション分野の市場予測
    • ケーススタディと今後の応用の可能性
  • 製造と素材:
    • 従来の半導体技術とナノインプリント・リソグラフィーを含む製造プロセスの包括的な概要
    • 光メタサーフェスの材料選択に関する分析
    • スケーラビリティとコスト削減戦略に関する議論
  • 競争環境:
    • 光学メタサーフェス市場の主要企業のプロフィール。掲載企業は、2Pi Optics、3M、AAC Optics、Acer、AGC、Alcan Systems、Alpha Cen、Alphacore、Amazon、ams-OSRAM、Ansys、Apple、Applied Materials、Avegant、Breylon、Canon、CEA-LETI、Cellid、Coherent、Continental、Coretronic、Corning、Echodyne、Edgehog Advanced Technologies、EssilorLuxottica、Eulitha、EV Group、Evolv Technology、Fractal Antenna Systems、Genius Electronic Optical、Google、Greenerwave、H-Chip Technology Group、Huawei、Imuzak、Inkron、Kymeta Corporation、LATYS、Leia Inc.,LightTrans、Lumotive、Magic Leap、META、Metahelios、Metalenz、Micro Resist Technology、Microsoft、Morphotonics、Moxtek、Myrias Optics、Nanohmics、Nanoscribe、Neurophos、その他多数。これらの企業は、部品メーカーから最終製品開発者まで、業界の広範なスペクトルを代表しており、光学メタサーフェス技術の広範な応用と可能性を示している。
    • サプライチェーンとエコシステムの分析
    • 最近の投資、合併、買収の概要
  • 技術動向とイノベーション:
    • メタサーフェスの設計と製造における新たなトレンドの探求
    • AI支援設計と多機能メタサーフェスの分析
    • 2025年から2035年までの技術ロードマップ
  • 市場の推進要因と課題:
    • 家電製品の小型化やAR/VR技術の進歩など、市場成長を促進する要因の詳細分析
    • 市場の制約と技術的限界の検討
    • ヘルスケア、宇宙・防衛分野、IoTデバイスの市場機会に関する議論
  • 地域分析:
    • 北米、欧州、アジア太平洋、その他の地域の市場予測の内訳
    • 地域の動向と成長要因の分析



光メタサーフェスが様々な産業で普及し続ける中、その市場ポテンシャルと技術力を理解することは関係者にとって極めて重要である。本レポートは、以下のような貴重な知見を提供します:

  • テクノロジー企業:光メタサーフェス分野における製品開発と市場参入戦略の機会を特定する。
  • 投資家の皆様市場動向:成長予測、主要プレーヤーを包括的に理解し、十分な情報に基づいた投資判断を行うことができます。
  • 家電メーカー:特にAR/VRやスマートフォン技術において、光学メタサーフェスがどのように製品提供を強化できるかを探る。
  • 自動車業界関係者:LiDARシステムやその他の自動車アプリケーションにおけるメタサーフェスの可能性を理解する。
  • 電気通信会社:5Gおよび6G技術の進歩におけるメタサーフェスの役割について学ぶ。
  • ヘルスケアおよび医療機器メーカー:医療用画像処理および診断ツールにおけるメタサーフェスの可能性をご覧ください。
  • 研究機関:光学メタサーフェス技術の最新動向を常に把握し、将来の研究分野を特定する。
  • 政策立案者:光メタサーフェスが様々な産業に与える潜在的な影響と、それを支援する政策や規制の必要性について洞察する。


本レポートは、業界専門家へのインタビュー、特許データベースの分析、様々な情報源からの市場データの集計など、広範な一次調査と二次調査を組み合わせたものです。本レポートは、光メタサーフェス市場の全体像を提供し、基本的な概念から将来の市場シナリオまでを網羅しています。



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目次

1 エグゼクティブ・サマリー 15

1.1 市場概要 18
1.2 市場規模と成長予測 21
1.3 主な応用分野 23
1.4 技術展望 25
1.4.1 光学メタサーフェス技術の現状 25
1.4.2 新たなトレンドとイノベーション 26
1.5 産業エコシステム 27
1.6 業界ニュースと投資 28
1.7 主要プレーヤー 29
1.8 サプライチェーン分析 30
1.9 主要市場牽引要因 31
1.9.1 家電製品の小型化 31
1.9.2 AR/VR技術の進歩 32
1.9.3 自動車産業の需要 33
1.9.4 通信と5G/6G 34
1.10 市場の制約と課題 35
1.10.1 製造の拡張性 36
1.10.2 コストへの配慮 36
1.10.3 技術的限界 37
1.11 市場機会 38
1.11.1 ヘルスケア分野での新たな応用 38
1.11.2 宇宙・防衛分野 39
1.11.3 IoTとスマートデバイス 40
1.12 将来展望 41
1.12.1 短期予測(2025~2027年) 41
1.12.2 中期展望(2028~2031年) 42
1.12.3 長期展望(2032-2035) 43

2 光メタサーフェス:概念と基礎 43

2.1 光メタサーフェスの定義 44
2.2 歴史的背景と発展 45
2.3 主要特性と利点 46
2.3.1 小型化能力 47
2.3.2 多機能性 47
2.3.3 フラットな光学設計 48
2.3.4 柔軟なメタサーフェス 49
2.3.5 ホログラム 50
2.3.6 リコンフィギュラブル・インテリジェント・サーフェス(RIS) 51
2.4 従来の光学素子との比較 51
2.5 光学メタサーフェスの種類 52
2.5.1 プラズモニック・メタサーフェス 53
2.5.2 誘電体メタサーフェス 54
2.5.3 ハイブリッド・メタサーフェス 55
2.6 動作原理
2.6.1 位相操作 55
2.6.2 振幅操作 56
2.6.3 偏光制御 57

3 市場分析と予測 58

3.1 世界市場の概要 58
3.1.1 現在の市場規模と成長率 58
3.2 市場のセグメンテーション 59
3.2.1 アプリケーション別 59
3.2.1.1 ディスプレイ技術 62
3.2.1.2 イメージング・システム 63
3.2.1.3 センシングと検出 64
3.2.1.4 テレコミュニケーション 64
3.2.2 技術別 66
3.2.2.1 メタレンズ 66
3.2.2.2 ビームステアリングデバイス 67
3.2.2.3 光学フィルターとコーティング 68
3.2.3 地域別 68
3.2.3.1 北米 70
3.2.3.2 欧州 71
3.2.3.3 アジア太平洋地域 72
3.2.3.4 その他の地域 73
3.3 市場の促進要因と抑制要因 74
3.4 市場機会と課題 76
3.5 アプリケーション別年間売上高予測(2025~2035年) 77
3.6 用途別販売台数予測、2025-2035年 78
3.7 用途別表面積予測、2025年~2035年 79

4 市場とアプリケーション 81

4.1 ディスプレイ・アプリケーション 82
4.1.1 拡張現実(AR) 82
4.1.1.1 AR接眼レンズ技術 82
4.1.1.1.1 導波路ベースのシステム 83
4.1.1.1.2 バードバス光学系 84
4.1.1.1.3 メタサーフェスベースのソリューション 85
4.1.1.2 ARメガネの分類法ロードマップ(2025~2035年) 86
4.1.1.3 DOE ARアイピースの収益予測(2025-2035年) 87
4.1.1.4 DOEによるARアイピースウェハーの予測:2025-2035 88
4.1.1.5 ARバランス用レギュラー光学系と導波路光学系の比較:2025-2035年 89
4.1.2 バーチャルリアリティ(VR) 90
4.1.2.1 VRヘッドセット光学部品 90
4.1.2.2 メタサーフェスによるフォーベーテッド・レンダリング 92
4.1.3 3D裸眼ディスプレイ 93
4.1.4 市場予測(単位、表面、収益)、2025-2035 94
4.1.4.1 3D裸眼ディスプレイの普及エンジン 96
4.1.5 スマートフォン 98
4.1.5.1 カメラモジュールの統合 98
4.1.5.2 ディスプレイ強化アプリケーション 99
4.1.6 コンピューティング(タブレット、ノートブック、モニター) 99
4.1.7 テレビ 100
4.2 画像処理アプリケーション 101
4.2.1 スタンドアローン・イメージング・メタサーフェス 102
4.2.1.1 市場予測、2025-2035 102
4.2.2 CMOSイメージセンサー(CIS)メタサーフェス 103
4.2.2.1 市場予測、2025-2035 103
4.2.2.2 統合における課題と解決策 104
4.2.3 3Dセンシングと顔認識 105
4.2.3.1 構造化光システム 106
4.2.3.2 飛行時間(ToF)システム 106
4.2.4 車載用LiDAR 107
4.2.4.1 固体LiDARシステム 107
4.2.4.2 メタサーフェスベースのビームステアリング 108
4.2.5 タイプ 109
4.2.6 メタマテリアルLiDARの利点 109
4.2.7 液晶 110
4.2.8 実用例 111
4.2.9 医療イメージング 112
4.2.9.1 内視鏡検査 112
4.2.9.2 顕微鏡 113
4.3 光学フィルターと反射防止膜 114
4.3.1 1次元メタマテリアルとしてのブラッグ反射体 115
4.3.2 電磁(EM)フィルター 115
4.3.3 透明マント 117
4.3.4 "モスアイ "メタサーフェス反射防止膜 117
4.3.5 従来の反射防止膜との比較 118
4.3.6 カメラレンズやその他の分野への応用 120
4.3.7 ホログラフィックノッチフィルターによるレーザーのまぶしさ防止 123
4.4 メタレンズ(メタマテリアルレンズ) 124
4.4.1 動作原理と光操作 124
4.4.2 応用の概要 126
4.4.2.1 小型カメラ 128
4.4.2.2 光通信システム 129
4.4.2.3 分光学とセンシング 130
4.4.3 色収差の課題と解決策 130
4.4.3.1 分散工学 131
4.4.3.2 多層設計 132
4.4.4 幾何位相レンズ(GPL) 133
4.4.4.1 原理と利点 133
4.4.4.2 VRへの応用 134
4.4.4.2.1 ダイナミックフォーカス 134
4.4.4.2.2 視野の拡大 135
4.4.5 回折限界を超える 135
4.4.5.1 ニアフィールドスーパーレンズ 135
4.4.5.2 遠視野サブ波長イメージングのためのハイパーレンズ 136
4.5 LiDARビームステアリング 137
4.5.1 LiDARビームステアリング技術の概要 137
4.5.2 メタマテリアルベースのLiDARシステム 138
4.5.2.1 メタサーフェス・ビーム偏向器 138
4.5.2.2 ダイナミックビームステアリングのための調整可能メタサーフェス 139
4.5.3 液晶LiDAR 140
4.5.3.1 液晶偏光格子 140
4.5.3.2 液晶光フェーズドアレイ 141
4.5.4 光フェーズドアレイ(OPA) 142
4.5.4.1 シリコンフォトニクスを用いたOPA 142
4.5.4.2 MEMSベースのOPA 146
4.5.5 LiDAR製品パラメータの比較 146
4.5.6 車載用LiDARの要件とベンチマーク 147
4.6 その他の新興アプリケーション 148
4.6.1 電気通信と 5G/6G 148
4.6.2 量子光学とコンピューティング 149
4.6.3 太陽エネルギーハーベスティング 151

5 技術トレンドとイノベーション 152

5.1 メタサーフェス・テクノロジー 152
5.1.1 共振メタサーフェス 153
5.1.2 幾何位相メタサーフェス 154
5.1.3 ホイヘンス・メタサーフェス 155
5.2 製造プロセス 156
5.2.1 従来の半導体技術 159
5.2.1.1 電子ビームリソグラフィ 159
5.2.1.2 ディープUVリソグラフィ 160
5.2.2 ナノインプリント・リソグラフィー(NIL) 161
5.2.2.1 熱NIL 162
5.2.2.2 紫外線NIL 163
5.2.3 プロセスの比較と進化 164
5.3 光メタマテリアルの材料選択 165
5.3.1 光メタマテリアルへの要求 165
5.3.2 関連材料の透明度範囲 166
5.3.3 屈折率とバンドギャップの比較 169
5.3.4 用途による材料選択 170
5.3.4.1 可視スペクトル用途 171
5.3.4.2 近赤外線用途 172
5.3.4.3 テラヘルツ応用 173
5.4 設計イノベーション 174
5.4.1 AI支援設計 174
5.4.1.1 逆設計のための機械学習 175
5.4.1.2 トポロジー最適化 176
5.4.2 多機能メタサーフェス 176
5.4.2.1 偏光依存機能 177
5.4.2.2 波長依存機能 177
5.5 集積の課題と解決策 178
5.5.1 CMOS互換性 178
5.5.2 パッケージングと信頼性 179
5.6 拡張性とコスト削減戦略 180
5.7 技術ロードマップ(2025~2035年) 180
5.8 サプライチェーン分析 181
5.9 規制情勢 183
5.10 標準化への取り組み 184

6 COMPANY PROFILES 188 (74社のプロファイル)

7 付録 305

8.1 用語集 305

8.2 略語一覧 305
8.3 研究方法 305

9 参考文献 306

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図表リスト

テーブル一覧

表1.光メタマテリアル:用途と企業。15
表2.光メタサーフェスの市場概要。16
表 3.光メタサーフェスの世界市場規模、2025~2035年(百万米ドル)。18
表 4.主要市場セグメントと成長率。19
表 5.光メタマテリアルの現在と潜在的市場インパクト。20
表 6.光メタサーフェスの主な応用分野。20
表 7.光メタサーフェスの主要プレーヤー25
表 8.民生用電子機器の小型化動向。27
表 9.AR/VR市場の成長とメタサーフェスへの影響。28
表 10.メタサーフェスの採用を促進する自動車業界の需要。29
表11.現在のメタサーフェス・テクノロジーの技術的限界。33
表12.メタサーフェスを用いたヘルスケアにおける新たな応用。34
表13.光学メタサーフェスの宇宙および防衛への応用。35
表 14.メタサーフェスの IoT とスマートデバイスの統合。36
表 15.従来の光学系とメタサーフェス光学系の比較。47
表 16.メタサーフェスタイプの比較:プラズモニック対誘電体対ハイブリッド。48
表 17.アプリケーション別世界年間売上高予測、2025~2035 年(百万米ドル)。54
表18.用途別販売台数予測、2025~2035年55
表19.用途別表面積予測、2025~2035年57
表20.地域別の市場規模とCAGR、2025~2035年。64
表21.主な市場促進要因と阻害要因。70
表 22.世界のアプリケーション別年間売上高予測、2025~2035年(百万米ドル)。73
表23.用途別販売台数予測、2025~2035年74
表24.用途別表面積予測、2025~2035年76
表 25.用途別メタサーフェス技術準備度。77
表 26.AR光学技術の比較。81
表27.3D裸眼ディスプレイ市場予測(台数, 面積, 収益), 2025-2035.90
表28.3D裸眼ディスプレイ採用のエンジン。92
表29.メタサーフェスARCと従来のARCの比較。99
表30.統合の課題と解決策CMOSイメージセンサー(CIS)メタサーフェス。100
表 31.固体LiDARシステム。103
表32.メタサーフェス・ビームステアリングLiDARと他のタイプの比較。107
表33.メタサーフェス反射防止コーティングの用途。113
表 34.メタレンズ用途の概要。121
表35.メタレンズにおける色収差ソリューション。125
表 36.幾何位相レンズ(GPL)。128
表 37.VRアプリケーションにおける幾何位相レンズ(GPL)。129
表 38.LiDARビームステアリング技術の比較。133
表 39.LiDAR製品パラメータの比較。141
表 40.自動車用LiDARの要件とメタサーフェス性能。142
表 41.メタサーフェスの製造工程の比較。153
表 42.光学メタサーフェスの関連材料の透明度範囲。161
表43.光メタマテリアル応用のための材料。162
表 44.光学材料の屈折率とバンドギャップの比較。164
表 45.用途別材料選択ガイド165
表 46.可視スペクトル用途。166
表 47.近赤外線アプリケーション。166
表 48.テラヘルツアプリケーション。168
表 49.統合の課題と解決案。173
表 50.光学メタサーフェスの主要原材料サプライヤー。177
表51.メタサーフェス特性評価における標準化の取り組み。178
表 52.用語集。179

 

図表一覧

図1.光学メタサーフェスの世界市場規模、2025-2035年(百万米ドル)。19
図2.光メタサーフェス市場マップ24
図3.光メタサーフェスのサプライチェーン26
図 4.5G/6G 実装スケジュールとメタサーフェスの機会。30
図5.積志化学工業が開発した透明でフレキシブルなメタマテリアルフィルム。46
図 6.2025~2035年の世界の用途別年間売上高予測(百万米ドル)。55
図7.アプリケーション別台数予測、2025-2035年。56
図8.用途別表面積予測、2025~2035年。57
図9.地域別市場規模およびCAGR、2025~2035年。65
図10.世界のアプリケーション別年間収益予測、2025~2035年(百万米ドル)。74
図11.用途別販売台数予測、2025~2035年。75
図12.用途別表面積予測、2025~2035年。76
図13.ARグラス分類学ロードマップ、2025~2035年。82
図14.DOEのAR接眼レンズ売上予測、2025~2035年。83
図15.DOEのAR接眼レンズウェハーの予測、2025年~2035年84
図16.AR天秤の予測、2025~2035年における通常光学系と導波路光学系の比較。85
図17.3D裸眼ディスプレイ市場予測(台数、面積、売上高)、2025~2035年。91
図18.3Dディスプレイの消費者大量導入に向けたロードマップ。93
図 19.スタンドアローン・イメージング・メタサーフェスの市場予測、2025~2035年。98
図20.CMOSイメージセンサメタサーフェスの市場予測、2025~2035年99
図21.走査型電子顕微鏡(SEM)によるいくつかのメタレンアンテナ形状。120
図22.フォトニックMMの最も一般的な設計:(a)SRR、(b)ウッドパイル構造、(c)コロイド結晶、(d)インバースオパール。139
図23.ナノインプリントリソグラフィ(NIL)プロセスフロー。156
図24.AIによるメタサーフェス設計プロセス。170
図 25.光学メタサーフェスの技術ロードマップ(2025~2035 年)。175
図 26.光メタサーフェスのサプライチェーン176
図27.ブレリオン・モニター。201
図28.エッジホッグ・アドバンスト・テクノロジーズの全方位反射防止コーティング。213
図 29.FM/R技術。219
図 30.メタブレードアンテナ。220
図31.MTennaフラットパネルアンテナ。234
図32.車両に取り付けられたKymeta u8アンテナ。235
図33.自律走行車用LIDARシステム。241
図34.光制御メタサーフェス・ビームステアリング・チップ。242
図35 メタエア。247
図36.オリオン・ドットパターン・プロジェクター。250
図37.標準的な半導体プロセスで製造された12インチウェハーには、数千個のメタサーフェス光学部品が含まれている。251
図38.ドコモの透過型メタサーフェス。263
図39.熱放射の制御に使用されるメタマテリアル構造。270

 

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Summary

The optical metasurfaces market is experiencing a period of rapid growth and innovation, driven by the technology's potential to revolutionize various industries, particularly in display and imaging applications. Optical metasurfaces, which are engineered surfaces with subwavelength structures, offer unprecedented control over light manipulation, enabling the development of flat, compact, and highly efficient optical devices. Market projections indicate substantial growth, with the industry expected to over $2 billion within the next 5-6 years. This growth trajectory is primarily fueled by emerging applications in display technologies and imaging systems.

In the display sector, augmented reality (AR) stands out as a key driver for optical metasurfaces. The technology offers a cost-effective and high-performance solution for AR eyepieces, addressing challenges in miniaturization and image quality. Another significant contributor to market growth is the 3D naked-eye display space, particularly for high-end screens. Metasurfaces are beginning to make inroads in this application, offering improved visual experiences without the need for special glasses or headsets.

In the imaging sector, metasurfaces are poised to transform various applications by reducing costs, enhancing image quality, and introducing new sensing capabilities. The mobile sector is expected to be a primary growth driver, particularly in 3D sensing for autofocus assistance and facial recognition. Looking ahead, the market shows promise for further expansion with potential applications in colour imaging and integrated CMOS sensors. However, the realization of these opportunities depends on successful technological development and market adoption.

As the optical metasurfaces market continues to evolve, it faces both opportunities and challenges. While the technology offers significant advantages in terms of device miniaturization and performance enhancement, issues such as manufacturing scalability and cost considerations need to be addressed. Nevertheless, with ongoing research and development efforts and increasing industry interest, optical metasurfaces are well-positioned to play a crucial role in shaping the future of optics and photonics across multiple sectors.

The Global Market for Optical Metasurfaces 2025-2035 offers an in-depth analysis of the rapidly evolving optical metasurfaces industry. As a cutting-edge technology poised to revolutionize optics and photonics, optical metasurfaces are set to play a crucial role in shaping the future of various industries, from consumer electronics to automotive and healthcare.

Key Features of the Report include:

  • Market Overview and Projections:
    • Detailed analysis of the current market size and growth rate
    • Comprehensive market forecasts from 2025 to 2035, including revenue, units, and surface area projections
    • Segmentation by application, technology, and geography
  • Technology Landscape:
    • In-depth exploration of optical metasurface concepts and fundamentals
    • Analysis of various types of metasurfaces, including plasmonic, dielectric, and hybrid
    • Examination of working principles such as phase manipulation, amplitude manipulation, and polarization control
  • Application Areas:
    • Display technologies (AR/VR, 3D naked-eye displays, smartphones)
    • Imaging systems (CMOS sensors, 3D sensing, facial recognition)
    • Sensing and detection (LiDAR, medical imaging)
    • Telecommunications (5G/6G)
    • Market forecasts for each application area
    • Case studies and potential future applications
  • Manufacturing and Materials:
    • Comprehensive overview of manufacturing processes, including traditional semiconductor techniques and nanoimprint lithography
    • Analysis of materials selection for optical metasurfaces
    • Discussion on scalability and cost reduction strategies
  • Competitive Landscape:
    • Profiles of key players in the optical metasurfaces market. Companies profiled include 2Pi Optics, 3M, AAC Optics, Acer, AGC, Alcan Systems, Alpha Cen, Alphacore, Amazon, ams-OSRAM, Ansys, Apple, Applied Materials, Avegant, Breylon, Canon, CEA-LETI, Cellid, Coherent, Continental, Coretronic, Corning, Echodyne, Edgehog Advanced Technologies, EssilorLuxottica, Eulitha, EV Group, Evolv Technology, Fractal Antenna Systems, Genius Electronic Optical, Google, Greenerwave, H-Chip Technology Group, Huawei, Imuzak, Inkron, Kymeta Corporation, LATYS, Leia Inc., LightTrans, Lumotive, Magic Leap, META, Metahelios, Metalenz, Micro Resist Technology, Microsoft, Morphotonics, Moxtek, Myrias Optics, Nanohmics, Nanoscribe, Neurophos, and many more. These companies represent a broad spectrum of the industry, from component manufacturers to end-product developers, showcasing the wide-ranging applications and potential of optical metasurfaces technology.
    • Analysis of the supply chain and ecosystem
    • Overview of recent investments, mergers, and acquisitions
  • Technology Trends and Innovations:
    • Exploration of emerging trends in metasurface design and fabrication
    • Analysis of AI-assisted design and multi-functional metasurfaces
    • Technology roadmap from 2025 to 2035
  • Market Drivers and Challenges:
    • In-depth analysis of factors driving market growth, including miniaturization in consumer electronics and advancements in AR/VR technologies
    • Examination of market restraints and technical limitations
    • Discussion on market opportunities in healthcare, space and defense sectors, and IoT devices
  • Regional Analysis:
    • Breakdown of market projections for North America, Europe, Asia-Pacific, and Rest of the World
    • Analysis of regional trends and growth factors



As optical metasurfaces continue to gain traction across various industries, understanding their market potential and technological capabilities becomes crucial for stakeholders. This report provides invaluable insights for:

  • Technology Companies: Identify opportunities for product development and market entry strategies in the optical metasurfaces space.
  • Investors: Gain a comprehensive understanding of market trends, growth projections, and key players to make informed investment decisions.
  • Consumer Electronics Manufacturers: Explore how optical metasurfaces can enhance product offerings, particularly in AR/VR and smartphone technologies.
  • Automotive Industry Players: Understand the potential of metasurfaces in LiDAR systems and other automotive applications.
  • Telecommunications Companies: Learn about the role of metasurfaces in advancing 5G and 6G technologies.
  • Healthcare and Medical Device Manufacturers: Discover opportunities for metasurfaces in medical imaging and diagnostic tools.
  • Research Institutions: Stay informed about the latest developments in optical metasurface technology and identify areas for future research.
  • Policy Makers: Gain insights into the potential impact of optical metasurfaces on various industries and the need for supportive policies and regulations.


The report combines extensive primary and secondary research, including interviews with industry experts, analysis of patent databases, and compilation of market data from various sources. It provides a holistic view of the optical metasurfaces market, covering everything from fundamental concepts to future market scenarios.



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Table of Contents

1 EXECUTIVE SUMMARY 15

1.1 Market Overview 18
1.2 Market Size and Growth Projections 21
1.3 Key Application Areas 23
1.4 Technology Landscape 25
1.4.1 Current State of Optical Metasurface Technology 25
1.4.2 Emerging Trends and Innovations 26
1.5 Industry Ecosystem 27
1.6 Industry news and Investments 28
1.7 Key Players 29
1.8 Supply Chain Analysis 30
1.9 Key Market Drivers 31
1.9.1 Miniaturization in Consumer Electronics 31
1.9.2 Advancements in AR/VR Technologies 32
1.9.3 Automotive Industry Demands 33
1.9.4 Telecommunications and 5G/6G 34
1.10 Market Restraints and Challenges 35
1.10.1 Manufacturing Scalability 36
1.10.2 Cost Considerations 36
1.10.3 Technical Limitations 37
1.11 Market Opportunities 38
1.11.1 Emerging Applications in Healthcare 38
1.11.2 Space and Defense Sectors 39
1.11.3 IoT and Smart Devices 40
1.12 Future Outlook 41
1.12.1 Short-term Projections (2025-2027) 41
1.12.2 Medium-term Outlook (2028-2031) 42
1.12.3 Long-term Vision (2032-2035) 43

2 OPTICAL METASURFACES: CONCEPTS AND FUNDAMENTALS 43

2.1 Definition of Optical Metasurfaces 44
2.2 Historical Context and Development 45
2.3 Key Properties and Advantages 46
2.3.1 Miniaturization Capabilities 47
2.3.2 Multifunctionality 47
2.3.3 Flat Optics Design 48
2.3.4 Flexible metasurfaces 49
2.3.5 Holograms 50
2.3.6 Reconfigurable intelligent surfaces (RIS) 51
2.4 Comparison with Traditional Optical Elements 51
2.5 Types of Optical Metasurfaces 52
2.5.1 Plasmonic Metasurfaces 53
2.5.2 Dielectric Metasurfaces 54
2.5.3 Hybrid Metasurfaces 55
2.6 Working Principles 55
2.6.1 Phase Manipulation 55
2.6.2 Amplitude Manipulation 56
2.6.3 Polarization Control 57

3 MARKET ANALYSIS AND FORECASTS 58

3.1 Global Market Overview 58
3.1.1 Current Market Size and Growth Rate 58
3.2 Market Segmentation 59
3.2.1 By Application 59
3.2.1.1 Display Technologies 62
3.2.1.2 Imaging Systems 63
3.2.1.3 Sensing and Detection 64
3.2.1.4 Telecommunications 64
3.2.2 By Technology 66
3.2.2.1 Metalenses 66
3.2.2.2 Beam Steering Devices 67
3.2.2.3 Optical Filters and Coatings 68
3.2.3 By Geography 68
3.2.3.1 North America 70
3.2.3.2 Europe 71
3.2.3.3 Asia-Pacific 72
3.2.3.4 Rest of the World 73
3.3 Market Drivers and Restraints 74
3.4 Market Opportunities and Challenges 76
3.5 Annual Revenue Forecast by Application, 2025-2035 77
3.6 Units Forecast by Application, 2025-2035 78
3.7 Surface Area Forecast by Application, 2025-2035 79

4 MARKETS AND APPLICATIONS 81

4.1 Display Applications 82
4.1.1 Augmented Reality (AR) 82
4.1.1.1 AR Eyepiece Technology 82
4.1.1.1.1 Waveguide-based Systems 83
4.1.1.1.2 Birdbath Optics 84
4.1.1.1.3 Metasurface-based Solutions 85
4.1.1.2 AR Glasses Taxonomy Roadmap, 2025-2035 86
4.1.1.3 DOE AR Eyepiece Revenue Forecast, 2025-2035 87
4.1.1.4 DOE for AR Eyepiece Wafer Forecast, 2025-2035 88
4.1.1.5 Regular vs. Waveguide Optics for AR Balance Forecast, 2025-2035 89
4.1.2 Virtual Reality (VR) 90
4.1.2.1 VR Headset Optics 90
4.1.2.2 Foveated Rendering with Metasurfaces 92
4.1.3 3D Naked Eye Displays 93
4.1.4 Market Forecast (Units, Surface, Revenue), 2025-2035 94
4.1.4.1 Engines of 3D Naked Eye Adoption 96
4.1.5 Smartphones 98
4.1.5.1 Camera Module Integration 98
4.1.5.2 Display Enhancement Applications 99
4.1.6 Computing (Tablets, Notebooks, Monitors) 99
4.1.7 TVs 100
4.2 Imaging Applications 101
4.2.1 Standalone Imaging Metasurfaces 102
4.2.1.1 Market Forecast, 2025-2035 102
4.2.2 CMOS Image Sensor (CIS) Metasurfaces 103
4.2.2.1 Market Forecast, 2025-2035 103
4.2.2.2 Integration Challenges and Solutions 104
4.2.3 3D Sensing and Facial Recognition 105
4.2.3.1 Structured Light Systems 106
4.2.3.2 Time-of-Flight (ToF) Systems 106
4.2.4 Automotive LiDAR 107
4.2.4.1 Solid-State LiDAR Systems 107
4.2.4.2 Metasurface-based Beam Steering 108
4.2.5 Types 109
4.2.6 Advantages of Metamaterial LiDAR 109
4.2.7 Liquid crystals 110
4.2.8 Commerical examples 111
4.2.9 Medical Imaging 112
4.2.9.1 Endoscopy 112
4.2.9.2 Microscopy 113
4.3 Optical Filters and Antireflective Coatings 114
4.3.1 Bragg Reflectors as 1D Metamaterials 115
4.3.2 Electromagnetic (EM) filters 115
4.3.3 Invisibility cloaks 117
4.3.4 "Moth Eye" Metasurface Antireflective Coatings 117
4.3.5 Comparison with Conventional Antireflective Coatings 118
4.3.6 Applications in Camera Lenses and Other Fields 120
4.3.7 Laser Glare Protection via Holographic Notch Filters 123
4.4 Metalenses (Metamaterial Lenses) 124
4.4.1 Working Principles and Light Manipulation 124
4.4.2 Applications Overview 126
4.4.2.1 Miniature Cameras 128
4.4.2.2 Optical Communication Systems 129
4.4.2.3 Spectroscopy and Sensing 130
4.4.3 Chromatic Aberration Challenges and Solutions 130
4.4.3.1 Dispersion Engineering 131
4.4.3.2 Multi-layer Designs 132
4.4.4 Geometric Phase Lenses (GPLs) 133
4.4.4.1 Principles and Advantages 133
4.4.4.2 Applications in VR 134
4.4.4.2.1 Dynamic Focusing 134
4.4.4.2.2 Field of View Enhancement 135
4.4.5 Pushing Past the Diffraction Limit 135
4.4.5.1 Near-field Superlenses 135
4.4.5.2 Hyperlenses for Far-field Subwavelength Imaging 136
4.5 LiDAR Beam Steering 137
4.5.1 Overview of LiDAR Beam Steering Technologies 137
4.5.2 Metamaterial-based LiDAR Systems 138
4.5.2.1 Metasurface Beam Deflectors 138
4.5.2.2 Tunable Metasurfaces for Dynamic Beam Steering 139
4.5.3 Liquid Crystal LiDAR 140
4.5.3.1 Liquid Crystal Polarization Gratings 140
4.5.3.2 Liquid Crystal Optical Phased Arrays 141
4.5.4 Optical Phased Arrays (OPAs) 142
4.5.4.1 Silicon Photonics-based OPAs 142
4.5.4.2 MEMS-based OPAs 146
4.5.5 Comparison of LiDAR Product Parameters 146
4.5.6 Automotive LiDAR Requirements and Benchmarking 147
4.6 Other Emerging Applications 148
4.6.1 Telecommunications and 5G/6G 148
4.6.2 Quantum Optics and Computing 149
4.6.3 Solar Energy Harvesting 151

5 TECHNOLOGY TRENDS AND INNOVATIONS 152

5.1 Metasurface Technologies 152
5.1.1 Resonant Metasurfaces 153
5.1.2 Geometric Phase Metasurfaces 154
5.1.3 Huygens' Metasurfaces 155
5.2 Manufacturing Processes 156
5.2.1 Traditional Semiconductor Techniques 159
5.2.1.1 Electron Beam Lithography 159
5.2.1.2 Deep UV Lithography 160
5.2.2 Nanoimprint Lithography (NIL) 161
5.2.2.1 Thermal NIL 162
5.2.2.2 UV-NIL 163
5.2.3 Process Comparison and Evolution 164
5.3 Materials Selection for Optical Metamaterials 165
5.3.1 Requirements for Optical Metamaterials 165
5.3.2 Transparency Ranges of Relevant Materials 166
5.3.3 Comparison of Refractive Indices and Band Gaps 169
5.3.4 Material Selection by Application 170
5.3.4.1 Visible Spectrum Applications 171
5.3.4.2 Near-Infrared Applications 172
5.3.4.3 Terahertz Applications 173
5.4 Design Innovations 174
5.4.1 AI-assisted Design 174
5.4.1.1 Machine Learning for Inverse Design 175
5.4.1.2 Topology Optimization 176
5.4.2 Multi-functional Metasurfaces 176
5.4.2.1 Polarization-dependent Functionality 177
5.4.2.2 Wavelength-dependent Functionality 177
5.5 Integration Challenges and Solutions 178
5.5.1 CMOS Compatibility 178
5.5.2 Packaging and Reliability 179
5.6 Scalability and Cost Reduction Strategies 180
5.7 Technology Roadmap, 2025-2035 180
5.8 Supply Chain Analysis 181
5.9 Regulatory Landscape 183
5.10 Standardization Efforts 184

6 COMPANY PROFILES 188 (74 company profiles)

7 APPENDICES 305

8.1 Glossary of Terms 305

8.2 List of Abbreviations 305
8.3 Research Methodology 305

9 REFERENCES 306

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List of Tables/Graphs

List of Tables

Table 1. Optical metamaterials: Applications and companies. 15
Table 2. Market overview for optical metasurfaces. 16
Table 3. Global Optical Metasurfaces Market Size, 2025-2035 (Millions USD). 18
Table 4. Key Market Segments and Growth Rates. 19
Table 5. Current and potential market impact for optical metamaterials. 20
Table 6. Key Application Areas for Optical Metasurfaces. 20
Table 7. Key players in optical metasurfaces. 25
Table 8. Miniaturization Trends in Consumer Electronics. 27
Table 9. AR/VR Market Growth and Impact on Metasurfaces. 28
Table 10. Automotive Industry Demands Driving Metasurface Adoption. 29
Table 11. Technical Limitations of Current Metasurface Technologies. 33
Table 12. Emerging Applications in Healthcare Using Metasurfaces. 34
Table 13. Space and Defense Applications of Optical Metasurfaces. 35
Table 14. IoT and Smart Device Integration of Metasurfaces. 36
Table 15. Comparison of Traditional Optics vs. Metasurface Optics. 47
Table 16. Comparison of Metasurface Types: Plasmonic vs. Dielectric vs. Hybrid. 48
Table 17. Global Annual Revenue Forecast by Application, 2025-2035 (Millions USD). 54
Table 18. Units Forecast by Application, 2025-2035. 55
Table 19. Surface Area Forecast by Application, 2025-2035. 57
Table 20. Market Size and CAGR by Region, 2025-2035. 64
Table 21. Key Market Drivers and Restraints. 70
Table 22. Global Annual Revenue Forecast by Application, 2025-2035 (Millions USD). 73
Table 23. Units Forecast by Application, 2025-2035. 74
Table 24. Surface Area Forecast by Application, 2025-2035. 76
Table 25. Metasurface Technology Readiness Level by Application. 77
Table 26. Comparison of AR Optical Technologies. 81
Table 27. 3D Naked Eye Displays Market Forecast (Units, Surface, Revenue), 2025-2035. 90
Table 28. Engines of 3D Naked Eye Display Adoption. 92
Table 29. Comparison of Metasurface ARCs with Conventional ARCs. 99
Table 30. Integration Challenges and SolutionsCMOS Image Sensor (CIS) Metasurfaces. 100
Table 31. Solid-State LiDAR Systems. 103
Table 32. Comparison of metasurface beam-steering LiDAR with other types. 107
Table 33. Applications of Metasurface Antireflective Coatings. 113
Table 34. Metalens Applications Overview. 121
Table 35. Chromatic Aberration Solutions in Metalenses. 125
Table 36. Geometric Phase Lenses (GPLs). 128
Table 37. Geometric Phase Lenses (GPLs) in VR Applications. 129
Table 38. Comparison of LiDAR Beam Steering Technologies. 133
Table 39. Comparison of LiDAR Product Parameters. 141
Table 40. Automotive LiDAR Requirements and Metasurface Performance. 142
Table 41. Comparison of Manufacturing Processes for Metasurfaces. 153
Table 42. Transparency Ranges of Relevant Materials for Optical Metasurfaces. 161
Table 43. Materials for optical metamaterial applications. 162
Table 44. Comparison of Refractive Indices and Band Gaps of Optical Materials. 164
Table 45. Material Selection Guide by Application. 165
Table 46. Visible Spectrum Applications. 166
Table 47. Near-Infrared Applications. 166
Table 48. Terahertz Applications. 168
Table 49. Integration Challenges and Proposed Solutions. 173
Table 50. Key Raw Material Suppliers for Optical Metasurfaces. 177
Table 51. Standardization Efforts in Metasurface Characterization. 178
Table 52. Glossary of Terms. 179

 

List of Figures

Figure 1. Global Optical Metasurfaces Market Size, 2025-2035 (Millions USD). 19
Figure 2. Optical metasurfaces Market Map. 24
Figure 3. Optical metasurfaces supply chain. 26
Figure 4. 5G/6G Implementation Timeline and Metasurface Opportunities. 30
Figure 5. Transparent and flexible metamaterial film developed by Sekishi Chemical. 46
Figure 6. Global Annual Revenue Forecast by Application, 2025-2035 (Millions USD). 55
Figure 7. Units Forecast by Application, 2025-2035. 56
Figure 8. Surface Area Forecast by Application, 2025-2035. 57
Figure 9. Market Size and CAGR by Region, 2025-2035. 65
Figure 10. Global Annual Revenue Forecast by Application, 2025-2035 (Millions USD). 74
Figure 11. Units Forecast by Application, 2025-2035. 75
Figure 12. Surface Area Forecast by Application, 2025-2035. 76
Figure 13. AR Glasses Taxonomy Roadmap, 2025-2035. 82
Figure 14. DOE AR Eyepiece Revenue Forecast, 2025-2035. 83
Figure 15. DOE for AR Eyepiece Wafer Forecast, 2025-2035. 84
Figure 16. Regular vs. Waveguide Optics for AR Balance Forecast, 2025-2035. 85
Figure 17. 3D Naked Eye Displays Market Forecast (Units, Surface, Revenue), 2025-2035. 91
Figure 18. Roadmap Toward Consumer Mass Adoption of 3D Displays. 93
Figure 19. Standalone Imaging Metasurfaces Market Forecast, 2025-2035. 98
Figure 20. CMOS Image Sensor Metasurfaces Market Forecast, 2025-2035. 99
Figure 21. Scanning electron microscope (SEM) images of several metalens antenna forms. 120
Figure 22. The most common designs for photonic MMs: (a) SRRs, (b) wood pile structures, (c) colloidal crystals, and (d) inverse opals. 139
Figure 23. Nanoimprint Lithography (NIL) Process Flow. 156
Figure 24. AI-assisted Metasurface Design Process. 170
Figure 25. Technology Roadmap for Optical Metasurfaces, 2025-2035. 175
Figure 26. Optical Metasurface Supply Chain. 176
Figure 27. Brelyon monitor. 201
Figure 28. Edgehog Advanced Technologies Omnidirectional anti-reflective coating. 213
Figure 29. FM/R technology. 219
Figure 30. Metablade antenna. 220
Figure 31. MTenna flat panel antenna. 234
Figure 32. Kymeta u8 antenna installed on a vehicle. 235
Figure 33. LIDAR system for autonomous vehicles. 241
Figure 34. Light-control metasurface beam-steering chips. 242
Figure 35. metaAIR. 247
Figure 36. Orion dot pattern projector. 250
Figure 37. A 12-inch wafer made using standard semiconductor processes contains thousands of metasurface optics. 251
Figure 38. DoCoMo transmissive metasurface. 263
Figure 39. Metamaterial structure used to control thermal emission. 270

 

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2025/04/07 10:26

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